“我們看到了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)新一輪IDM化趨勢，即很多頭部互聯(lián)網(wǎng)廠商和大的系統(tǒng)公司都開始聚焦自研芯片，但這次的IDM趨勢和之前有很大的不同，這給定制化芯片帶來了更多的機(jī)會，但也引入了很多不同的挑戰(zhàn)?！?/p>

　　▲Socionext亞太區(qū)高級副總裁

　　劉琿（Kenn Liu）

　　Socionext 亞太區(qū)高級副總裁劉琿（Kenn Liu）在接受半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者采訪時從整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)模式歷史變遷中談及了背后的機(jī)遇，并將當(dāng)下新一輪IDM化稱之為“IDM 2.0”模式，這一打破通用芯片固有瓶頸的模式正在創(chuàng)造新的業(yè)務(wù)。

　　“IDM2.0”

　　從歷史維度來講，半導(dǎo)體行業(yè)歷經(jīng)半個多世紀(jì)發(fā)展，在初期的IDM鼎盛時代，IDM廠商一人獨自包攬從設(shè)計，生產(chǎn)到最終電子設(shè)備銷售的整個上下游鏈條。隨著半導(dǎo)體工藝演進(jìn)和晶圓代工廠的興起，晶圓廠（Foundry）+通用芯片的無廠半導(dǎo)體公司（Fabless）這種緊密合作的模式替代了傳統(tǒng)的IDM垂直整合模式，系統(tǒng)公司和通用芯片F(xiàn)abless公司互利互惠，促進(jìn)整個產(chǎn)業(yè)的繁榮。

　　“然而隨著移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和AI技術(shù)的發(fā)展以及新一代無線網(wǎng)絡(luò)的部署，新的應(yīng)用場景和算法對芯片提出了新的挑戰(zhàn)?！?劉琿指出，我們看到這些原本不關(guān)心芯片自研的系統(tǒng)設(shè)備廠商和那些擁有個人用戶的頭部互聯(lián)網(wǎng)廠商越來越多的開始垂直化的動作，部署芯片研發(fā)。這個被稱作“IDM 2.0”的模式有一個最大的特點：“這些公司自研芯片的目的不是為了降成本，而是通過自研芯片為主業(yè)務(wù)帶來量質(zhì)的提升和能夠差異化競爭的產(chǎn)品。所以和之前的IDM相比，他們并不那么關(guān)注那些不能體現(xiàn)他們差異化的垂直整合，比如更上游的半導(dǎo)體生產(chǎn)、測試?！?/p>

　　舉個例子，如今的互聯(lián)網(wǎng)廠商對自研芯片所帶來的20%硬件投入節(jié)省的興趣遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于“20%流量的增加或者活躍用戶的增加”。恰如蘋果自研芯片的目的不會是降低成本，而是為了支撐如AirPods這樣的爆款產(chǎn)品，這些爆款產(chǎn)品的價格高于市場平均價的2-3倍。

　　劉琿表示，新型的IDM會更加聚焦業(yè)務(wù)需求痛點，軟件算法的創(chuàng)新，以及如何把業(yè)務(wù)的需求和軟件轉(zhuǎn)化成芯片里獨有的算法模塊。

　　“對于這些IDM來說，他們需要很好的定制化SoC合作伙伴來幫助他們offload在芯片里的通用部分和芯片具體實現(xiàn)上的投入?！憋@然，這對合作伙伴提出了前所未有的要求，不僅需要豐富的ASIC前后端設(shè)計和量產(chǎn)經(jīng)驗，還要具有平臺化SoC的架構(gòu)和軟硬件能力，幫助其迅速搭建出具有差異化算法的SoC。而這對定制化ASIC廠商提出了更高的要求，現(xiàn)在行業(yè)里能夠滿足這些要求的廠商鳳毛麟角。

　　而這對Socionext來說卻是最大的機(jī)遇。

　　深厚的設(shè)計技術(shù)積累和豐富的

　　產(chǎn)品覆蓋領(lǐng)域

　　表面來看，成立于2015年的Socionext是一家新興的半導(dǎo)體初創(chuàng)公司，但其實不然。技術(shù)上她有著非常深厚的積累，這是因為她整合繼承了日本最大的兩家IDM——富士通和松下的半導(dǎo)體部門的主要半導(dǎo)體產(chǎn)品和技術(shù)。

　　“上世紀(jì)90年代是日本半導(dǎo)體巔峰時期，此后遭遇了2000年的互聯(lián)網(wǎng)泡沫、美國打壓以及韓國半導(dǎo)體崛起，日本在半導(dǎo)體的工藝制成在諸多因素的影響下沒有繼續(xù)投資下去，但半導(dǎo)體設(shè)計，仍然是日本政府認(rèn)為需要保持全球競爭力的一個領(lǐng)域。劉琿表示：”日本政府當(dāng)時斥巨資撮合兩家公司的半導(dǎo)體部門合并，意在打造一家日本最大的、能夠服務(wù)全球半導(dǎo)體Fabless的公司。在這愿景下，Socionext已經(jīng)走過了五個年頭，日本以外的業(yè)務(wù)比例正逐年增加，服務(wù)了許多全球知名的客戶，包括傳統(tǒng)的系統(tǒng)和新興的互聯(lián)網(wǎng)公司?！?/p>

　　目前Socionext的業(yè)務(wù)包含兩大塊，一是通用ASSP，完全由Socionext設(shè)計并提供包括芯片和軟硬件解決方案在內(nèi)的技術(shù)支持。另一個是定制芯片ASIC組成，為客戶量身定制的產(chǎn)品，主要提供包括前、后端設(shè)計和生產(chǎn)管理在內(nèi)的價值能力，交付芯片硬件，使能客戶在核心算法和系統(tǒng)及市場上的核心價值。

　　▲ Socionext業(yè)務(wù)涉及領(lǐng)域

　　近年來，結(jié)合ASSP和ASIC兩大產(chǎn)品類別，Socionext的業(yè)務(wù)覆蓋了許多市場和應(yīng)用領(lǐng)域，包括消費類上的視覺影像處理、雷達(dá)探測感知、增強(qiáng)/虛擬現(xiàn)實、流媒體視頻處理、8K高清畫質(zhì)、辦公室自動化、窄帶IOT和高分辨率的電力載波通信；工業(yè)及汽車領(lǐng)域內(nèi)的數(shù)據(jù)中心計算和存儲、5G的無線接入和網(wǎng)絡(luò)傳輸、汽車智能座艙和ADAS、工業(yè)機(jī)器人和移動醫(yī)療等。

　　”我們在ASSP上積累了很多的SoC和Mix-signal平臺，這些平臺都可以用在我們的定制化業(yè)務(wù)上。在一些市場領(lǐng)域上，我們也看到定制化芯片越來越取代通用芯片的趨勢，我們會靈活的把通用產(chǎn)品開發(fā)的路線切換到為客戶定制的路線上。在這些細(xì)分市場上，我們更相信客戶在對最終用戶和系統(tǒng)的理解核心競爭力，我們希望通過提供這些平臺化的SoC方案，使客戶迅速迭代出他們的芯片?！?劉琿提到，”做客戶成功背后的支撐者，這是我們對自己在產(chǎn)業(yè)鏈里的定位。“

　　史無前例的疫情重新定義了人們的生活方式和工作方式，也讓人們看到了基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的虛擬空間交流的巨大發(fā)展?jié)摿ΑＲ咔橹笠苍S會有更多的企業(yè)和個人適應(yīng)并選擇這樣的學(xué)習(xí)和工作方式。這對數(shù)據(jù)中心的擴(kuò)容，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備部署升級，家庭通信和娛樂終端設(shè)備的形態(tài)變化都提出更高的要求和帶來更多的機(jī)會。在劉琿的眼中，定制化的SoC在這些機(jī)遇里充滿前景。除此之外，5G、AI和云計算的結(jié)合，新能源汽車和自動駕駛也都對定制化的SoC有很大的需求。

　　對于在定制ASIC細(xì)分領(lǐng)域全球排名第二（IHS 2019排行）的Socionext看來，這些市場機(jī)遇給未來的定制化ASIC帶來很大的成長空間，據(jù)kbv research的一份報告稱，到2025年，全球ASIC芯片市場規(guī)模將達(dá)到247億美元，預(yù)測期內(nèi)（2019年到2025年）的復(fù)合年增長率達(dá)到8.2%。一些知名的通用芯片廠商，也用為客戶定制芯片來彌補(bǔ)公司業(yè)務(wù)的不足。

　　差異化的平臺化定制SoC方案

　　行業(yè)內(nèi)提供設(shè)計服務(wù)的公司其實不少，但很多公司都無法提供從產(chǎn)品規(guī)格，到系統(tǒng)軟硬件設(shè)計，芯片前后端設(shè)計一直到芯片生產(chǎn)交付全鏈條的能力，體量也都不夠大，無法為重要客戶提供長期可信賴的定制化服務(wù)。

　　”我認(rèn)為我們的差異化來自于繼承來自富士通和松下的大量SoC產(chǎn)品和技術(shù)，再加上多年服務(wù)定制化客戶的經(jīng)驗所形成的全鏈條能力，特別是區(qū)別于傳統(tǒng)ASIC的前后端交付接口模式的平臺化方案。平臺化的方案是基于Socionext一系列多核SoC平臺，Socionext完成大部分工作包括芯片頂層和主要子系統(tǒng)在內(nèi)的芯片設(shè)計及底層軟件設(shè)計，客戶只需聚焦核心的算法邏輯和驗證以及和應(yīng)用相關(guān)的上層軟件和中間件?！?劉琿特別提到。

　　▲ Socionext平臺化SoC概念

　　▲ Socionext ASIC平臺方案的覆蓋層次

　　劉琿介紹到Socionext近些年形成了一系列多核平臺化方案，比如：針對大數(shù)據(jù)中心和高性能嵌入式計算領(lǐng)域的24xA53和32/64xN1平臺，針對汽車和自動駕駛領(lǐng)域的多核A55和A76E疊加車規(guī)級ISP平臺，針對中小型網(wǎng)絡(luò)和計算設(shè)備的4/8核A72平臺，以及針對監(jiān)控、視頻流媒體和Camera等應(yīng)用的多核A53+AV1/HEVC/H.264+ISP平臺。

　　劉琿表示：”在這些平臺基礎(chǔ)上，客戶還可以與Socionext深度討論定制差異化feature，同時將自己的核心算法UDL通過總線與CPU子系統(tǒng)，信號處理子系統(tǒng)，存儲子系統(tǒng)和其他高速外設(shè)接口子系統(tǒng)進(jìn)行連接通信?！?/p>

　　關(guān)于平臺化SoC的優(yōu)勢，可用兩個案例進(jìn)行深度剖析。如在”L4自動駕駛Machine Learning Accelerator+Fusion Chipset“的平臺化ASIC案例中，客戶提供關(guān)鍵UDL RTL和驗證，而Socionext負(fù)責(zé)SoC系統(tǒng)的搭建和驗證以及安全機(jī)制部分的設(shè)計。

　　▲ ”L4自動駕駛Machine Learning Accelerator+Fusion Chipset“案例

　　值得一提的是Chip B采用5nm工藝，”這顆芯片難度非常大，第一是它本身是一顆十幾億門的超大型ADAS加速芯片，性能要求很高，系統(tǒng)集成和驗證非常復(fù)雜。“ 劉琿解釋道：”再加上芯片還要實現(xiàn)ASIL_B的車規(guī)認(rèn)證，不管是工藝制成上，還是第三方IP，車規(guī)準(zhǔn)備都還在早期階段， 如此復(fù)雜的芯片，客戶希望非常有車規(guī)經(jīng)驗和SOC架構(gòu)能力的合作伙伴，因為在車規(guī)SOC芯片方面的多年設(shè)計和產(chǎn)品經(jīng)驗，客戶選擇了Socionext進(jìn)行合作?！?/p>

　　在高性能計算領(lǐng)域，劉琿提到了的眾核（>32）N1處理器的案例中，客戶提供基于特殊通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信加速器，而芯片的其他部分由Socionext完成，其中包括芯片的頂層，眾核CPU子系統(tǒng)、DDR5、PCIE-5和超高速的Serdes等多個高速的接口子系統(tǒng)。

　　整個平臺式SoC的方案中，Socionext為客戶提供了多種創(chuàng)新的合作模式，這種定制化的方案可以像菜單一樣（如下圖），供客戶選擇。”這樣靈活的合作模式使我們像客戶團(tuán)隊資源和能力的延申，而通過與客戶的合作，我們價值鏈也得到了延申。因為這樣的緊耦合的合作，我們的團(tuán)隊和客戶的團(tuán)隊能建立非常牢固的信任關(guān)系?！?/p>

　　▲ Socionext平臺化方案合作模式案例

　　除平臺化方案外，Socionext的優(yōu)勢還在于先進(jìn)工藝上大型芯片的設(shè)計經(jīng)驗和能力。據(jù)劉琿介紹，”在10nm/7nm/5nm上，Socionext有超過10個大型芯片的項目經(jīng)驗，案例覆蓋從超低延時和消費電子的AR/VR，到質(zhì)量和安全要求很高的汽車芯片，再到巨無霸的眾核CPU和AI加速芯片?！捌渲?nm，2019年3月就完成了工藝TEG的投片，現(xiàn)在有3個案例在實施中。

　　經(jīng)驗在大型芯片設(shè)計中起著非常大的作用。通常網(wǎng)絡(luò)通訊和數(shù)據(jù)中心芯片的die size很大，速度很快，信號流復(fù)雜。不管是布局布線中對通道里走線密度的考慮，還是對超長距離走線所需要考慮的打拍或是feedthrough的考慮，以及消除大芯片ocv所帶來的timing影響，同步設(shè)計中全新品的時鐘樹均衡問題，高速IP需要考慮的SI問題，大型芯片所共有的PI問題等，都只有靠實戰(zhàn)經(jīng)驗來解決。劉琿在受訪中對這些問題的解決之道如數(shù)家珍，并舉例表示：”大型的網(wǎng)絡(luò)或處理器芯片時鐘架構(gòu)的設(shè)計需要特別的技巧和考慮，除了傳統(tǒng)的時鐘樹，需要引入諸如H-Tree，Clock Mesh，甚至多種時鐘結(jié)構(gòu)混合的方法?！?/p>

　　劉琿還提到Socionext充分發(fā)揮了日本公司一貫的高質(zhì)量管理精神，達(dá)到高可靠性的設(shè)計和生產(chǎn)交付。公司通過驗收標(biāo)準(zhǔn)、實驗設(shè)計和條件、對特殊產(chǎn)品進(jìn)行特殊篩選等策略實現(xiàn)高質(zhì)量低ppm的產(chǎn)品交付。

　　此外，在封裝工藝上Socionext也頗有建樹，繼承了曾經(jīng)富士通的先進(jìn)封裝設(shè)計能力和量產(chǎn)經(jīng)驗。他們的封裝工藝主要體現(xiàn)在以下三個維度：

　　1、超算和CPU驅(qū)動的超大型封裝設(shè)計能力，具體來說就是超大尺寸70mmX70mm，獨特的metal TIM所帶來的超低熱阻，復(fù)雜的多層基板設(shè)計能力以及特殊的陶瓷封裝量產(chǎn)經(jīng)驗；

　　2、成熟的HBM和2.5D Cowos封裝上的設(shè)計流程和參考設(shè)計；

　　3、先進(jìn)封裝SI/PI協(xié)同設(shè)計能力，Socionext在日本、美國和英國有超過50人的SI/PI團(tuán)隊，聚集在高速芯片的封裝協(xié)同設(shè)計，是保證客戶一次性流片成功的保障。

　　聚焦本土化發(fā)展

　　”盡管2020年是很困難的一年，但我們在中國業(yè)務(wù)體量上還是實現(xiàn)了近50%的增長，這里面其中超過70%來自定制化業(yè)務(wù)?！?劉琿表示：”盡管我們在國內(nèi)宣傳不多，但通過穩(wěn)扎穩(wěn)打的實干精神獲得了許多客戶的信賴?！?/p>

　　據(jù)介紹，近些年Socionext在國內(nèi)導(dǎo)入的項目包括最前沿的5G、高端汽車IVI、光網(wǎng)絡(luò)通信、計算中心用的大型CPU芯片等，而這些都是跑在最先進(jìn)的工藝節(jié)點上。這與Socionext業(yè)務(wù)定位一致——16nm以下高端先進(jìn)制程為主的客戶。

　　2016年加入Socionext的劉琿，之前曾擔(dān)任過意法半導(dǎo)體，富士通和Cadence的多個研發(fā)和市場銷售管理崗位，目前負(fù)責(zé)Socionext亞太區(qū)包括研發(fā)和市場銷售在內(nèi)的所有管理，幫助Socionext建立了更加本土化的文化和團(tuán)隊，并領(lǐng)導(dǎo)該地區(qū)實現(xiàn)了業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型和突破，將大中國區(qū)的業(yè)務(wù)從幾十個million做到近兩億美金。”我的策略很簡單，立足客戶，幫助Socionext在中國進(jìn)一步實現(xiàn)本土化策略的轉(zhuǎn)型，包括吸引更多優(yōu)秀的本土人才來強(qiáng)化本地化產(chǎn)品的開發(fā)、支持和供應(yīng)，更好地滿足中國客戶，適配多樣化和動態(tài)化的中國業(yè)務(wù)需求。“ 在談到未來策略時，劉琿清晰的回答到?！惫緲I(yè)務(wù)發(fā)展離不開上下游生態(tài)合作伙伴的助力，Socionext采用開放的生態(tài)合作策略，同時為更好地服務(wù)中國本土客戶，我們也在考慮積極開展特殊的中國供應(yīng)鏈戰(zhàn)略。“

　　這塊充滿前景的土地上，Socionext這樣一家日本科技公司打破傳統(tǒng)日本公司的禁錮，通過采用像劉琿這樣的優(yōu)秀的本地管理人才掌舵，不斷開拓更多可能性。